1、路基沉降與穩(wěn)定的影響因素及施工控制    摘要：通過時路基產(chǎn)生沉降和失穩(wěn)的定性分析，闡述路基產(chǎn)生沉降與失穩(wěn)的影響因素，并針對各種影響因素加強施工過程控制，減少工后沉降和不均勻沉降的發(fā)生，防止和降低路基失穩(wěn)和沉降導(dǎo)致的各種質(zhì)量隱患； 關(guān)鍵詞：沉降：穩(wěn)定；固結(jié)；滑移：壓實度： 一、前言 在軟土地基上修建高速公路，主要存在路基的沉降和穩(wěn)定兩大問題。軟土地基上填筑路基時，如果軟土層滑動，路基就會失穩(wěn)，將造成重大損失，在填土荷載的作用下，地基產(chǎn)生的不均勻沉降將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)和功能損壞從而是路面使用品質(zhì)下降：在與橋涵等結(jié)構(gòu)物連接處產(chǎn)生差異沉降，不僅會直接影響結(jié)構(gòu)物的安

2、全，而且車輛的激烈跳動嚴(yán)重影響行車的平順性和乘客的舒適性，甚至引起事故。因此在施工中通過加強過程控制，盡量減少工后沉降和不均勻沉降，防止路基失穩(wěn)對提高道路工程使用品質(zhì)和增長道路工程的使用壽命具有重要意義。 二、路基沉降與失穩(wěn)產(chǎn)生的原因 (一)路基的沉降是因為路基填料選擇不當(dāng)，填筑方法不合理，壓實度不足，在路基堤身內(nèi)部形成過濕的夾層等因素，在荷載和水溫綜合作用下，引起的路基本身的壓縮沉降。本質(zhì)是由于地基或者是路基本身土層的固結(jié)壓縮排出空隙中的水分或者空氣導(dǎo)致整體體積減小而造成的。 (二)路基邊坡穩(wěn)定的實質(zhì)就是控制邊坡滑動。當(dāng)由重力產(chǎn)生的滑動力等于土體抗剪強度產(chǎn)生的抗滑力的時候，土體就處在臨界穩(wěn)定

3、狀態(tài)，當(dāng)滑動力大于土體的抗抗剪強度的時候土體就失去穩(wěn)定。路基邊坡滑塌是公路邊坡主要的病害。根據(jù)邊坡土質(zhì)類別，破壞原因和規(guī)模的不同可分為溜方和滑坡兩種情況。 三、工程措施及其原理 (一)沉降問題 路基沉降包括兩部分：地基沉降和路堤本身的壓縮沉降。地基沉降通過軟基處理來達(dá)到目的，路堤的壓縮通過加強路基施工質(zhì)量來控制后期的壓縮變形。 1、軟基處理的目的是使地基的沉降在施工期間大部分完成或基本完成，使地基在工程使用期間不至于發(fā)生不利的沉降和沉降差。 軟基處理的方法軟基處理的一般方法分為：換填法、排水固結(jié)法、復(fù)合地基處理、擠密、加鋪加筋材料。 1換填：以砂石，素土，灰土和礦渣等強度較高的材料，置換地基表

4、層軟弱土，提高承載能力，減少沉降量。經(jīng)常用來處理淺層軟土。 2排水固結(jié)法：原理是軟土地基在荷載作用下，土中空隙水慢慢排出，空隙比減少，地基發(fā)生固結(jié)變形，同時土的有效應(yīng)力增大，地基土的強度增長，可使地基的沉降在加載預(yù)壓期間基本完成或大部分完成，使路基在使用期間不至于產(chǎn)生過大的沉降量和沉降差，同時增強地基土的抗剪強度，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。 排水固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成，排水系統(tǒng)可在天然地基中設(shè)置豎向排水體(沙井，袋裝沙井，塑料排水板)或者利用地基土層自身的透水性上排至地表通過地表設(shè)置的沙墊層橫向排除路基。 3振密，擠密法：原理是通過震動，擠壓使地基土體空隙比減小，強度提

5、高，達(dá)到地基處理的目的，必要時候，在震動擠密的過程中，回填砂礫石，灰土，索土等與地基土組成復(fù)合地基，從而提高路基承載力，減少沉降量。 4加筋法：在地基或者土體中埋設(shè)強度較大的加筋材料，使地基或者土體能承受拉應(yīng)力，防止斷裂，保持整體性達(dá)到提高地基土的整體抗剪性，提高承載力減少沉降或維持路基穩(wěn)定。經(jīng)常用的加筋材料如土工布，土工格柵，剛塑格柵。 5復(fù)合地基處理：通過打入加固體與或者加固材料形成加固體與未處理的部分土體形成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力，減少沉降量。 經(jīng)常用的如水泥漿噴樁，石灰攪拌樁，預(yù)應(yīng)力管樁等。 2、路基填筑中控制沉降 1營企業(yè)在施工中加強對路基壓實度的控制，減少工后路堤自身固結(jié)下

6、沉。 2控制路基填筑速度以免破壞軟土地基結(jié)構(gòu)性，增大地基沉降量。 (二)穩(wěn)定問題 防止路基失穩(wěn)主要是增強土體的抗剪力和減少士體的滑動力兩個方面問題。 1、抗剪力控制 2軟基處理 各種軟基處理如固結(jié)排水，換填，復(fù)合地基，擠密，加筋材料等都伴隨著地基整體強度的提高，尤其是加筋材料在處理路基失穩(wěn)中得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。 2，對地下水，地表水滲流的防治 地下水，地表水的滲入不僅可以增加土體的重量，而且可以降低土體的抗剪能力，導(dǎo)致土體失穩(wěn)，因此加強對地下水和地表水的引流和阻斷對路基穩(wěn)定具有重要意義。 2、抗滑動控制 1加強沿河路堤坡腳防護(hù)，防止坡腳被沖刷掏空造成滑坡。 2加強路基施工質(zhì)量控制：實踐證明經(jīng)

7、過充分壓實的路基，其塑性變形，滲透系數(shù)，毛細(xì)水上升高度隔溫，隔水性能都有明顯的改善。因為路基的失穩(wěn)大都與水有關(guān)系，加強路基壓實質(zhì)量的控制可以明顯增強路基抵御水毀的能力。 對于半填半挖路段和路基幫寬路段加強施工質(zhì)量控制，保證壓實度，按規(guī)范要求設(shè)置臺階，加筋材料的鋪設(shè)，排水。防護(hù)，導(dǎo)流，擋水設(shè)施的施工。在路基施工中嚴(yán)禁貼坡，避免溜坡現(xiàn)象發(fā)生。 四、施工中應(yīng)注意的問題 路基施工期間由于填土速度過快，導(dǎo)致軟土結(jié)構(gòu)破壞加大地基沉降量和沉降速度，甚至路基出現(xiàn)開裂，或者由于地基處理后沒有進(jìn)行沉降觀測，在路基沉降速度仍然很大，工后沉降不滿足規(guī)定的時候就開始路面施工，或者路基各層的壓實度控制不嚴(yán)導(dǎo)致路基在自身荷

8、載作用下出現(xiàn)壓縮變形或者路基局部沉降量過大導(dǎo)致路面懸空現(xiàn)象。由此可見施工控制對路基沉降和穩(wěn)定重要性。 (一)軟基處理施工 軟基處理是通過各種工程措施來增強地基的強度和減少工程工后沉降和沉降差異，以此確保工程的穩(wěn)定性和工后沉降滿足設(shè)計要求。道路工程常用的軟基處理方法有如下幾種： 1、換填法 當(dāng)軟土地基厚度不大的時候常采用抉填適宜材料的方法來處理地基。 在采用換填法處理地基的時候要注意將軟弱層全部挖除不留隱患，保證換填材料質(zhì)量和設(shè)計規(guī)定的壓實度。 2、排水周結(jié)法 排水固結(jié)法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組成，排水系統(tǒng)主要在于縮短排水距離，加快排水速度。該系統(tǒng)有水平排水墊層和豎向排水系統(tǒng)，當(dāng)軟土層較薄，

9、或者土的滲透性較好而工期較長時，可以不專門設(shè)置豎向排水系統(tǒng)。加壓系統(tǒng)即起固結(jié)作用的荷載。排水固結(jié)法施工中應(yīng)該注意的問題： 1，保證排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量：其中包括豎向排水系統(tǒng)的深度，豎向排水系統(tǒng)的材料質(zhì)量，確保豎向排水系統(tǒng)暢通。橫向排水系統(tǒng)(一般為沙墊層，碎石墊層)厚度，材料的透水性(含泥量不超標(biāo))，在路基施工期間(固結(jié)期間)保證橫向排水系統(tǒng)的暢通。 2加壓系統(tǒng)：加壓是固結(jié)排水的必要條件，為了保證地基的固結(jié)速度，在施工時候要保證加壓系統(tǒng)的荷載，就是等載或者超載預(yù)壓的時候要保證預(yù)壓土的填土高度。在預(yù)壓土的頂部要設(shè)置一定的橫坡便于排水，防止地表水下滲進(jìn)入路基，危害路基。 3沉降和穩(wěn)定的監(jiān)控：在采用固結(jié)

10、排水法處理軟土地基的時候要密切監(jiān)控路基的沉降和路基的橫向偏移，確保路基在滿足設(shè)計要求的情況下才可以進(jìn)行路面的施工，防止工后沉降過大，造成路面懸空而發(fā)生斷裂。 4工期的合理安排 采用排水固結(jié)方法處理軟土基礎(chǔ)，排水固結(jié)的速度一般較慢，路基穩(wěn)定需要很長時間，盡量提早安排，加快施工為路基穩(wěn)定留出足夠預(yù)壓時間。 3、復(fù)合地基處理 最常用的為漿噴水泥攪拌樁，主要控制水灰比及每米的水泥用量。 (二)路基施工 1、選擇良好的路基填筑材料，必要時候?qū)μ盍线M(jìn)行改性處置。確保路基達(dá)到設(shè)計所需求的整體強度。 2、采取正確的填筑方法，充分壓實路基保證達(dá)到規(guī)定的壓實度。主要控制：機械設(shè)備、碾壓工藝、含水量、填土厚度。 3

11、、路基施工速度對沉降的影響：對于有結(jié)構(gòu)性的軟粘土地基而言，確定合理的填筑速度至觀重要，過快的填筑速率會破壞軟土結(jié)構(gòu)性，加大沉降量，甚至?xí)斐陕坊Х€(wěn)，要控制外在荷載的加載速度，盡量減少附加沉降。 4、加強對地質(zhì)資料的調(diào)查(防止暗溝暗塘危害) 在路基施工中由于設(shè)計地質(zhì)調(diào)查不細(xì)致，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)暗溝和暗塘，施工中要加強對地質(zhì)的補充調(diào)查，防止因地質(zhì)隱患給整體路基的沉降和穩(wěn)定性帶來危害。 5、加強對結(jié)構(gòu)物回填等零星壤土的質(zhì)量控制 結(jié)構(gòu)物回填和一些零星壤土因為回填量少，作業(yè)環(huán)境限制，有時候大型機械無法作業(yè)，經(jīng)常是路基施工的薄弱環(huán)節(jié)。由于結(jié)構(gòu)物回填經(jīng)常是在結(jié)構(gòu)物結(jié)束后才施工，導(dǎo)致這些部位的填筑速度，固結(jié)時間與

12、正常路段有所差異。而這些部位因為結(jié)構(gòu)物與路基的基礎(chǔ)處理方法不同導(dǎo)致的沉降差異是引起結(jié)構(gòu)物與道路銜接處跳車的基本原因，但該處路基自身的因施工質(zhì)量原因?qū)е碌墓探Y(jié)沉降也是原因之一，因此對這些部位加強施工質(zhì)量控制具有重要的意義。 在施工中質(zhì)量控制要點：在結(jié)構(gòu)物強度達(dá)到設(shè)計要求后回填；保證每層填筑厚度不超標(biāo)；采用一些人工手動碾壓工具，確保碾壓到位，不留死角；一般采取對稱回填，以防對已完工結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生較大的側(cè)向不平衡壓力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物的損壞；在施工中加強質(zhì)量檢測，確保施工質(zhì)量。 6、注意防止地表水和地下水對路基的影響 土的水穩(wěn)定性不好，尤其是素土路基和膨脹土路基對水的敏感性更強。這就要求在路基施工整個過程中都要

13、注意隔離地表水和阻斷地下水對路基的不利影響，地表水是通過快排，不積水來達(dá)到目的的，如加大路基施工的橫坡，保持臨時邊溝的通暢，如因地形因素導(dǎo)致地表水無法自然排除的時候，必須設(shè)置泵站確保路基不被地表水浸泡。阻斷地下水是通過工程設(shè)計的濾水層，或者是封水層來達(dá)到這個目的，濾水層在施工中和施工后要一直保持通暢，防止地下水上升積聚。 7、注意排水防護(hù)工程的施工 路基在使用期間的質(zhì)量隱患大多都與水毀有關(guān)，因此加強排水，防護(hù)工程的質(zhì)量控制，是道路工程長期處于干燥的環(huán)境中，對延長道路工程的使用壽命，減少質(zhì)量隱患具有重要的現(xiàn)實意義。 排水防護(hù)工程施工質(zhì)量控制要點：理解設(shè)計意圖，在施工中保證工程滿足實際需要；原材料和現(xiàn)場施工質(zhì)量；因排水防護(hù)工程與地形，地貌的關(guān)系很大，在施工中最重要的是因地制宜，多與設(shè)計溝通，確保排水防護(hù)工程能最好的起到保護(hù)道路的作用。 五、結(jié)束語 實踐證明，在施工中通過對軟土地基處理質(zhì)量控制，路基壓實度的控制，施工環(huán)境的控制(主要是地表水，地下水)，加強排水防護(hù)工程的施工控制，使道路工程長期處于適宜的環(huán)境中，對道路工程的沉降控制和道路工程的穩(wěn)定，道路工程的使用壽命和使用品質(zhì)具有重要的意義。 參考文獻(xiàn)： 1黃曉明，張曉冰編著，公路建設(shè)質(zhì)量通病分析與防治M 北京